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Un hydrogel thermosensible à base de protéines pour l’administration ciblée de médicaments

Posté le par Arnaud Moign dans Matériaux, Biotech & chimie

Une équipe de recherche interdisciplinaire vient de créer un hydrogel à base de protéines. Biocompatible et suffisamment résistant pour survivre dans le corps humain, cet hydrogel serait-il un pas de plus vers une médecine régénérative ?

Les hydrogels sont des réseaux 3D de polymères capables de passer de l’état de liquide à celui de gel sous l’influence de facteurs physico-chimiques tels que la température ou l’acidité. Comme le corps humain est lui-même constitué d’une multitude d’environnements, les hydrogels sont ainsi particulièrement intéressants pour l’administration ciblée de médicaments.

Un hydrogel à base de protéines

La synthèse d’hydrogels a cependant l’inconvénient d’utiliser des agents de réticulation dont la toxicité est incompatible avec un usage dans le corps humain. Il est donc nécessaire d’ajouter une étape d’extraction à leur processus de fabrication. Pour contourner ce problème, l’équipe du professeur Jin Kim Montclare de la NYU Tandon School of Engineering vient de créer un hydrogel conçu à partir d’une protéine. Cet hydrogel biocompatible est, d’après Montclare, “le premier hydrogel thermosensible conçu à partir d’une protéine à spirale enroulée et capable de passer de l’état de solution à celui de gel, par un procédé d’auto assemblage, sans l’aide d’un agent extérieur et à basse température”.

Des essais d’encapsulation concluants

La conception de l’hydrogel n’était que la première phase. Par la suite, des essais d’encapsulation ont été menés dans le but de démontrer l’efficacité de cet hydrogel pour le transport in vitro de médicaments. Pour simuler ce transport, les chercheurs ont choisi la curcumine (le pigment principal du curcuma) comme molécule à encapsuler.

Les résultats, publiés dans la revue américaine BioMacromolecules, indiquent que la liaison curcumine/protéine augmente la stabilité thermique et l’intégrité mécanique de l’hydrogel. Les analyses de structure et les essais de microscopie révèlent par ailleurs la présence d’un enchevêtrement de nanofibres de la protéine, ce qui crée une matrice poreuse permettant d’emprisonner de petites molécules hydrophobes telles que la curcumine.

Les prochains travaux de ce groupe de chercheurs porteront sur la conception d’hydrogels programmés pour répondre de manière précise à des températures déterminées.

Bientôt l’administration ciblée de médicaments ?

L’administration ciblée de médicaments et la nano médecine font partie des thèmes de recherche en vogue en raison des progrès immenses qu’ils laissent entrevoir en médecine. Les projets de recherche se multiplient partout à travers le monde, y compris en Europe, notamment à travers la plate-forme de financement EuroNanoMed qui a lancé en 2019 un appel à projet transnational sur la nano médecine.

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